未來醫療的神奇法寶：穿腸過肚微型機器人

    在1966年的電影《神奇的旅程》中，美國一個實驗室的科學家將一艘名叫“變形蟲”的潛水艇和其人類成員壓縮到了微型大小，然后又將這個設備注入到了生病的科學家的身體內。在身體內，發動機推動“變形蟲”穿過血管進入了大腦，在那里，潛艇的成員穿上了潛水設備，并使用激光槍進行了精確的外科手術。

從我們21世紀的視角來看，《神奇的旅程》簡直是一部天真到可笑的電影；但是，在微觀尺度上進行手術的概念正在從科幻走向現實。多虧了微制造等各項技術的發展，研究人員正在將醫療設備越做越小，未來有望讓這些醫療設備小到能夠穿過人體。

在大概十年前左右，一個異想天開的設計出現了：利用公牛的精子、細菌或是海星狀的微型鉗（能夠在溫暖的地方讓旋臂繞軸旋轉）驅動的微型機器人，能夠將DNA運送到細胞的旋轉磁性螺旋，可操控的填充有藥物的磁性球體，胃酸供能的微電機和能夠扇動著穿過眼鏡玻璃體的“微型扇貝”。

目前這些設想大多還是實驗室的概念和想象，但也有一些已經開始在進行動物測試了。一些工程師也相信這些小東西終有一天會被應用到醫藥行業之中?！拔覀冏畲蟮挠绊憣窃卺t療保健行業?！蔽⑿蜋C器人專家Metin Sitti說，他是德國Intelligent Systems的馬克斯·普朗克研究所物理智能部門的負責人。

研究人員說，通過使用正確的設計，一個微型機器人（或叫機器蟲）可以用來運送針對性很強的藥物或放射性塊、清除血液中的淤結、進行組織活檢或者建造一個新的細胞可以生長其上的支架。

這幾類活動能夠幫助擴展醫藥行業兩個現有的趨勢：早期疾病診斷和更精確的靶向治療。蘇黎世聯邦理工學院機器人和智能系統教授Bradley Nelson說：“夢想是實現《神奇的旅程》?！?

要實現這個夢想，就意味著要克服一系列的工程學上的障礙。在微觀尺寸上，機器操作的幾乎每一個方面都需要重新思考，功能和運動方面的問題尤其棘手。而要在人體內的工作又會帶來額外的限制：你需要追蹤物體所在的位置，還要確保這些物體是無毒無害的，而且還要設計成可無害降解或者在任務完成后能離開身體。

“我想應該要不了幾年，這一領域就將能夠處理一些基本的問題?！盢elson說。現在，他補充說，問題的焦點變成了技術人員能夠利用手中完成怎樣的工作。

醫學正在擁抱小型化，而現在一些技術也使得機器能在不需要外部控制的情況下穿過人體。比如說，一個電池驅動的藥丸大小的機器人可以在穿過食道、腸道和結腸時拍攝圖像。

而在2012年，美國食品和和藥物管理局為總部設立在加利福尼亞州紅木城的Proteus Digital Health公司打開了綠燈，使得其更小的可吞咽技術能夠向市場推廣，他們的產品可以講一個1平方毫米的硅電路嵌入到一個藥丸中。

“這是世界上最小的可消化的電腦，”Proteus的一位高級副總裁Markus Christen說。接著他指出其計算能力是很有限的。這個Proteus芯片既沒有攜帶天線也沒有攜帶電池。相反，其包含了兩個電極材料，當芯片周圍的藥丸降解時，電路將和胃中的胃液相接觸，從而實現兩個電極間的電導通。只需要5到10分鐘，芯片就將獲得足夠的能量（1毫瓦到10毫瓦之間）對電流進行調制，然后就能像貼在外部皮膚上的設備發送唯一的識別碼。

Proteus的芯片只是處在微型機器人行業的上游。這個芯片已經綽綽有余的，Christen說，足夠幫助病人追蹤藥物的消耗，并且幫助制藥公司在測試新藥時監視臨床試驗中藥物是否遵循設計。